(57)【要約】【課題】簡単な構成で被処理空気中の汚染物質を取り除いて浄化することができ、且つ、狭いスペースでも容易に設置することができる空気浄化装置を提供する。【解決手段】空気浄化装置１は被処理空気と洗浄液とを接触させることにより、被処理空気の浄化を行うものであって、気液接触室３内に冷却器１８を設置する。気液接触室３の下から上に被処理空気を流通させると共に、冷却器１８の上方から洗浄液を滴下させる。冷却器１８の表面を流下する洗浄液と上昇する被処理空気とを冷却しながら接触させることにより、被処理空気中の汚染物質を洗浄液に溶解させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理空気と洗浄液とを接触させることにより、前記被処理空気の浄化を行う空気浄化装置において、
前記被処理空気と前記洗浄液とを接触させるための気液接触室内に冷却用熱交換器を設置し、前記気液接触室の下から上に前記被処理空気を流通させると共に、前記冷却用熱交換器の上方から前記洗浄液を滴下させることを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】
前記洗浄液は、水の電気分解にて得られる電解水であることを特徴とする請求項１の空気浄化装置。
【請求項３】
前記洗浄液には、オゾンが含まれることを特徴とする請求項１又は請求項２の空気浄化装置。
【請求項４】
前記洗浄液には、次亜塩素酸が含まれることを特徴とする請求項１又は請求項２の空気浄化装置。
【請求項５】
前記洗浄液には、過酸化水素が含まれることを特徴とする請求項１又は請求項２の空気浄化装置。
【請求項６】
前記冷却用熱交換器は、蛇行状配管から成るチューブ式熱交換器であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５の空気浄化装置。
【請求項７】
前記冷却用熱交換器は、蛇行状配管に複数枚の熱交換用フィンを取り付けて成るフィンチューブ式熱交換器であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５の空気浄化装置。
【請求項８】
前記冷却用熱交換器は、熱交換板に蛇行状配管を取り付けて成るプレート式熱交換器であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５の空気浄化装置。
【請求項９】
前記冷却用熱交換器は、相互に接着された板材間に通路を膨出形成して成るロールボンド式熱交換器であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５の空気浄化装置。
【請求項１０】
前記冷却用熱交換器は、圧縮機、凝縮器及び減圧装置などと共に冷媒回路を構成する蒸発器であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９の空気浄化装置。
【請求項１１】
前記冷却用熱交換器には冷却用ブラインが流通されることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９の空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理空気と洗浄液とを接触させることにより、被処理空気の浄化を行う空気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気浄化装置としての空気清浄器１０１を図７に示す。この空気清浄器１０１に設けられた気液接触室１０３内には、例えば抗菌能力を有する網或いは樹脂成形品から成る充填材１０８が配置され、この気液接触室１０３の下部には吸気口１０２Ｂが、また、上端には排気口１０２Ａが形成されている。そして、この充填材１０８の上方の気液接触室１０３内に設けられたシャワーヘッド１２８から洗浄液を噴射し、充填材１０８の表面を下方へ流下させている。この流下させた洗浄液は気液接触室１０３下端に連通された液体タンク１２４に回収し、そこで例えば電解された後、ポンプ１２６で汲み上げられ、シャワーヘッド１２８に再循環される。
【０００３】
係る空気清浄器１０１は、吸入口１０５Ａから前記気液接触室１０３内を通り、排出口１０４Ａに至る被処理空気通路を備えている。そして、送風機１０６にて吸入口１０５Ａから吸い込まれた被処理空気（この場合の被処理空気は、例えば厨房等で加熱調理を行った際に被調理物から発生する油分や臭気成分等の汚染物質を含む空気）は、気液接触室１０３の吸気口１０２Ｂから気液接触室１０３内の充填材１０８中を通過し、排気口１０２Ａに至る。吸入口１０５Ａから吸い込まれた被処理空気は充填材１０８中を通過する過程で、シャワーヘッド１２８から噴霧されて充填材１０８表面を流下する洗浄液と接触するので、それに含まれる油分や臭気成分等の汚染物質は当該洗浄液中に溶け込んで除去されることになる。
【０００４】
充填材１０８を通過して上昇して来た被処理空気は次にミストセパレータ１０７に入り、気流によって持ち去られた粒状の洗浄液が当該ミストセパレータ１０７にて除去されることになる。次に、被処理空気は気液接触室１０３上端の排気口１０２Ａから出る。この排気口１０２Ａの下流側の被処理空気通路内には、除湿装置１１０の冷却器１１８及び加熱器１１４に順次流入する。
【０００５】
この除湿装置１１０は、圧縮機１１２、前記加熱器１１４、膨張弁１１６及び前記冷却器１１８等から周知の冷媒回路が構成されており、冷却器１１８に流入した被処理空気はそこで冷却され、水分が冷却器１１８の表面に結露することで除湿された後、加熱器１１４で加熱されてもとの温度に戻された後、排出口１０４Ａより排出される（係る空気清浄器の基本構造は例えば特許文献２に記載されている）。
【０００６】
次に、図８に係る空気清浄器１０１を通過する被処理空気の状態を示している。図は絶対湿度を縦軸（ｘ）、被処理空気のエンタルピーを横軸（ｈ）として表わしている。この図では空気清浄器１０１の吸入口１０５Ａ（ａ点）が温度＋２５℃・相対湿度６０％のとき、洗浄後の排気口１０２Ａ（ｂ点）では温度＋１９．５℃・相対湿度１００％となり、冷却器１１８の出口（ｃ点）では温度＋１７℃・相対湿度１００％、排出口１０４Ａ（ｄ点）では空気清浄器１０１入口（ａ点）と略同等となる。このように、吸入口１０５Ａ（ａ点）と排出口１０４Ａ（ｄ点）の温度と相対湿度とを略同じ状態にして油分及び臭気成分等の汚染物質を取り除いた空気を厨房等に戻し、環境浄化を行っていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−７０５１６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、係る構造の空気清浄器では冷却器や加熱器等から成る除湿装置に加えて充填材の設置が必要となるため、清浄器全体の寸法が大型化し、設置スペース的に問題が発生していた。また、厨房から生じる被処理空気は通常高温の場合が多く、気液接触時に洗浄液の温度が上昇してしまうため、被処理空気中の油分や臭気成分等の汚染物質が洗浄液に溶解し難くなると云う問題もあった。
【０００９】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、簡単な構成で被処理空気中の油分や臭気成分等の汚染物質を取り除いて浄化することができ、且つ、設置スペースも縮小できる空気浄化装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の空気浄化装置は、被処理空気と洗浄液とを接触させることにより、被処理空気の浄化を行うものであって、被処理空気と洗浄液とを接触させるための気液接触室内に冷却用熱交換器を設置し、気液接触室の下から上に被処理空気を流通させると共に、冷却用熱交換器の上方から洗浄液を滴下させることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の発明の空気浄化装置は上記において、洗浄液は水の電気分解にて得られる電解水であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３の発明の空気浄化装置は請求項１又は請求項２において、洗浄液にはオゾンが含まれることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４の発明の空気浄化装置は請求項１又は請求項２において、洗浄液には次亜塩素酸が含まれることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５の発明の空気浄化装置は請求項１又は請求項２において、洗浄液には過酸化水素が含まれることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６の発明の空気浄化装置は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５において、冷却用熱交換器は蛇行状配管から成るチューブ式熱交換器であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７の発明の空気浄化装置は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５において、冷却用熱交換器は蛇行状配管に複数枚の熱交換用フィンを取り付けて成るフィンチューブ式熱交換器であることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８の発明の空気浄化装置は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５において、冷却用熱交換器は熱交換板に蛇行状配管を取り付けて成るプレート式熱交換器であることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９の発明の空気浄化装置は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５において、冷却用熱交換器は相互に接着された板材間に通路を膨出形成して成るロールボンド式熱交換器であることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０の発明の空気浄化装置は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９において、冷却用熱交換器は、圧縮機、凝縮器及び減圧装置などと共に冷媒回路を構成する蒸発器であることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１１の発明の空気浄化装置は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９において、冷却用熱交換器には冷却用ブラインが流通されることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の一実施例の空気浄化装置１を示す構成図である。実施例の空気浄化装置１は、例えば台所や調理場（厨房）等で被調理物の加熱調理を行った際、被調理物から発生する油分や臭気成分等の汚染物質を含んだ被処理空気と洗浄液とを接触させて浄化を行うもので、被処理空気と洗浄液とを接触させるための気液接触室３と、冷媒が封入された冷媒回路を備える除湿装置１０等から構成されている。
【００２２】
前記気液接触室３は、円筒又は角筒などから成る処理塔２内に構成されており、上端に排気口２Ａ、下部側面には吸気口２Ｂがそれぞれ形成されている。この気液接触室３内には冷却用熱交換器としての後述する冷却器１８が配設され、この冷却器１８は気液接触室３内の通路断面（水平方向）の略全域に渡るように設置されている。冷却器１８の上方（排気口２Ａ側）の気液接触室３内には、被処理空気に含まれる水滴を取り除くためのミストセパレータ７が配設され、ミストセパレータ７と冷却器１８の間の気液接触室３内には、冷却器１８の上方から当該冷却器１８に向けて洗浄液を噴射して滴下させるためのシャワーヘッド２８が配設されている。
【００２３】
４は内部に後述する加熱器（加熱用熱交換器）１４が配設された排気ダクトで、この排気ダクト４の一端は気液接触室３の排気口２Ａに連通し、他端は被処理空気の出口（以後、排出口と称す）４Ａとされて厨房内に開口している。５は内部に送風機６を備えた吸気ダクトで、この吸気ダクト５の一端は吸気口２Ｂに接続され、気液接触室３内に連通し、他端は被処理空気の入口（以後、吸入口と称す）５Ａとされて厨房内の所定位置（調理器の上方等）にて開口している。即ち、空気浄化装置１内には吸入口５Ａから気液接触室３内を通り、排出口４Ａに至る被処理空気通路が構成されており、送風機６の運転により厨房内の被処理空気は空気浄化装置１の吸入口５Ａから吸入され、吸気ダクト５を経て吸気口２Ｂから気液接触室３内に入り、当該気液接触室３内を下方から上方に上昇した後、排気口２Ａから排気ダクト４内に入り、当該排気ダクト４を経て排出口４Ａから厨房内に排出される循環を繰り返す。
【００２４】
処理塔２の下方には、シャワーヘッド２８から滴下された洗浄液を貯留し、再度シャワーヘッド２８に循環させるための電解槽２４が配設されている。２Ｃは処理塔２の下端に接続され、気液接触室３内に滴下された洗浄液を電解槽２４に回収するための排水管であり、２６は電解槽２４内に貯留された洗浄液をシャワーヘッド２８から滴下させるための液ポンプである。液ポンプ２６の吸込側には吸水管２６Ａが接続され、この吸水管２６Ａの下端は電解槽２４内に開口している。また、液ポンプ２６の吐出側には送水管２６Ｂが接続され、この送水管２６Ｂの上端は前記シャワーヘッド２８に連通接続されている。
【００２５】
電解槽２４内には、当該電解槽２４内に貯溜された洗浄液に浸漬されたアノード２５Ａとカソード２５Ｂとからなる電解装置２５が設けられている。そして、アノード２５Ａとカソード２５Ｂに所定の電圧が通電されると、電解槽２４内の洗浄液は電気分解され、オゾンや次亜塩素酸、過酸化水素が生成される。これらにより洗浄液は殺菌・脱臭された後、液ポンプ２６によりシャワーヘッド２８に再循環される。
【００２６】
前記除湿装置１０は、圧縮機１２と、加熱器１４と、膨張弁１６及び冷却器１８等を備えており、これらが順次環状に配管接続されて周知の冷媒回路を構成している。この除湿装置１０の圧縮機１２が運転されると、当該圧縮機１２の出口側の配管１２Ａから吐出された高温高圧のガス冷媒が加熱器１４に流入し、そこで放熱して空気加熱作用を発揮する。一方で冷媒は凝縮液化され、膨張弁１６で絞られた後、冷却器１８に流入してそこで蒸発する。そのときに周囲から熱を吸収することにより後述する如く空気や洗浄液の冷却作用を発揮し、出口側の配管２０Ａから圧縮機１２に吸い込まれる循環を繰り返す。
【００２７】
この場合、冷却器１８は図２に示す如く所定の間隔を存して配設された複数の蛇行状配管２０・・から成るチューブ式熱交換器にて構成されている。このチューブ式熱交換器は、上方から噴射されて滴下する洗浄水を、蛇行状配管２０・・・の表面に沿って下方に流下させると共に、蛇行状配管２０・・・相互の間隔を通って被処理空気が下方から上方に通過可能となるように構成されている。そして、所定の間隔で配設された蛇行状配管２０・・の上方に設けられたシャワーヘッド２８から洗浄液を滴下させ、下方から上方に被処理空気を上昇させることにより、滴下された洗浄液と空気を蛇行状配管２０内を流通する冷媒の蒸発にて冷却しつつ、洗浄液と空気とを接触させる機能を果たす。
【００２８】
図２の２０Ａは冷媒を各蛇行状配管２０・・に分流させるための入口側ヘッダーであり、２０Ｂは各蛇行状配管２０・・を通過して来た冷媒を合流させるための出口側ヘッダーである。この入口側ヘッダー２０Ａと出口側ヘッダー２０Ｂとの間に前記複数の蛇行状配管２０・・が所定の間隔を存して設けられており、入口側ヘッダー２０Ａは膨張弁１６に接続され、出口側ヘッダー２０Ｂは圧縮機１２の吸込側に接続されている。
【００２９】
以上の構成で、次に本発明の空気浄化装置１の動作を説明する。尚、除湿装置１０、送風機６、液ポンプ２６及び電解装置２５は運転されているものとする。そして、電解により洗浄液にはオゾンや次亜塩素酸、過酸化水素が含まれているものとする。送風機６の運転により、吸入口５Ａから吸い込まれた厨房内の被処理空気は、気液接触室３内の冷却器１８の下方から上昇（図２白抜き矢印）し、冷却器１８内を通過した後、排出口４Ａから厨房内に排出される。また、電解槽２４内の洗浄液は吸水管２６Ａから液ポンプ２６で汲み上げられる。この汲み上げられた洗浄液は、送水管２６Ｂからシャワーヘッド２８に供給され、噴射され、気液接触室３内に配設された冷却器１８に滴下されて冷却作用を受ける。滴下された洗浄液は、蛇行状配管２０・・・の表面を流下する過程で下方に行くに従って広がり、表面積を大きくして被処理空気との接触面積を拡大させる。そして、送風機６によって吸入口５Ａから吸入され、気液接触室内３に流入した被処理空気は冷却器１８で冷却されつつ、シャワーヘッド２８から滴下されて冷やされた洗浄液と接触する。
【００３０】
このとき、被処理空気に含まれる油分及び臭気成分等の汚染物質は洗浄液中に溶解していくが、洗浄液と被処理空気は冷却器１８で冷却されているので、汚染物質は洗浄液に溶解し易くなり、被処理空気中の汚染物質は円滑に洗浄液中に吸収分離される。そして、汚染物質が溶解した洗浄液は排水管２Ｃから電解槽２４内に帰還するが、電解槽２４内で洗浄液は電解装置２５により電解されるので、そのときに生じるオゾンや次亜塩素酸、過酸化水素によって汚染物質は分解処理される。そして、液ポンプ２６により再びシャワーヘッド２８に再循環されることになる。
【００３１】
このようにして、油分や臭気成分等の汚染物質が取り除かれ、清浄化された被処理空気は、処理塔２内を更に上昇し、ミストセパレータ７を通過する。このミストセパレータ７を通過する際、被処理空気中に含まれる洗浄液の水滴が取り除かれる。このミストセパレータ７を通過した被処理空気は排気口２Ａから排気ダクト４内の加熱器１４に流入し、そこで加熱されて元の温度に戻され、排出口４Ａから厨房内に排出される循環を繰り返す。
【００３２】
このときの被処理空気の状態を図３に示している。図は被処理空気の状態を絶対湿度を縦軸（ｘ）、被処理空気のエンタルピーを横軸（ｈ）として図に表わしたもので、空気浄化装置１の吸入口５Ａ（ａ点）で温度＋２５℃・相対湿度６０％のとき、気液接触室内３を通過した後の排気口２Ａ（ｂ点）では温度＋１７℃・相対湿度１００％となる。そして、排出口４Ａ（ｃ点）は吸入口５Ａ（ａ点）と程同等なり、従来例同様吸入口５Ａ（ａ点）と排出口４Ａ（ｃ点）で温度と相対湿度が略同じになる。即ち、吸入口５Ａと排出口４Ａとで被処理空気の温度と相対湿度を略同じとしながら、油分や臭気成分等の汚染物質を取り除き、循環することで厨房の環境改善を図る。
【００３３】
このように、被処理空気と洗浄液とを接触させるための気液接触室３内に設置した冷却器１８の上方から洗浄液を滴下させ、被処理空気を送風機６にて気液接触室３内の下から上方に流通させているので、滴下して冷却器１８で冷却された洗浄液で被処理空気に含まれる油分や臭気成分等の汚染物質を吸収して被処理空気の浄化を行うことができる。また、冷却器１８を気液接触室３内に設けて被処理空気と洗浄水を冷却しながらそれらの接触を促進させているので、従来の如き充填材が不要となり、空気浄化装置１の全体寸法の縮小とコストの大幅な低減を図ることが可能となる。
【００３４】
次に、図４には本発明の他の実施例の空気浄化装置１の構成図である。この場合の冷却器１８は、図５に示す如く前述したチューブ式熱交換器の蛇行状配管２０にアルミニウム等の熱良導性の金属薄板から成るフィン１９を取り付けた所謂フィンチューブ式熱交換器にて構成されている。係るフィンチューブ式熱交換器は図５に示す如く複数枚のフィン１９・・を所定の間隔を存して平行に配置し、これらのフィン１９・・に穿設された貫通孔（図示せず）に前記配管２０を挿通することにより構成されている。但し、この場合、各フィン１９・・は洗浄液が流下し、空気が上昇する方向に沿うように上下方向に配設される。これにより、冷却器１８を流下する洗浄液と被処理空気の冷却性能及び洗浄液と被処理空気との接触面積は更に拡大する。係る冷却器１８によって被処理空気の浄化作用を大幅に向上させることができる。
【００３５】
また、図６には更に他の実施例の冷却器１８を示す。この場合の冷却器１８は、相互に接着された二枚の金属板材にて熱交換板２２を構成し、この二枚の金属板材間に冷媒通路２２Ａを膨出形成して成る所謂ロールボンド式熱交換器にて構成されている。実施例では熱交換板２２を水平方向として上下に複数段設けているため、熱交換板２２に洗浄液と被処理空気が通過する透孔を形成するものとする。係るロールボンド式熱交換器によれば、コストの低減を図ることが可能となる。
【００３６】
このように、気液接触室内３に冷却器１８を配設して洗浄液及び被処理空気を冷却するようにしているので、従来のように、被処理空気の通路内に充填材と冷却器及び加熱器を各々別々に設けることなく、被処理空気に含まれる油分や臭気成分等の汚染物質を取り除いて浄化した後、除湿して戻すことができるようになる。これにより、被処理空気の浄化作用を大幅に向上させることが可能になる。特に、気液接触室３内に冷却器１８を配設しているので空気浄化装置１全体の省スペース化を図ることができる。また、気液接触室３内の洗浄液及び被処理空気を冷却器１８にて冷却しているので、被処理空気中の汚染物質を洗浄液中に吸収させ易くすることができる。これにより、被処理空気を効果的に浄化することが可能となる。
【００３７】
尚、実施例では気液接触室３内に冷却器１８を設け、この冷却器１８に圧縮機１２にて冷媒を循環して蒸発させ、冷却作用を発揮するようにしたが、これに限らず、冷却器１８に冷却用のブラインを循環させてもよい。この場合には、別途ブラインを冷却するための冷却装置並びに加熱器１４を構成するヒータなどが必要となる。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、気液接触室内に冷却用熱交換器を設置し、気液接触室の下から上に被処理空気を流通させると共に、冷却用熱交換器の上方から洗浄液を滴下させるようにしたので、冷却用熱交換器の表面を流下する洗浄液と被処理空気とを接触させて被処理空気中の汚染物質を洗浄液中に溶け込ませ、浄化することができるようになる。これにより、従来の如き充填材を気液接触室内に設ける必要が無くなり、空気浄化装置全体の省スペース化とコストの削減を図ることが可能となる。
【００３９】
特に、冷却用熱交換器により洗浄液と被処理空気は冷却されるので、被処理空気中の汚染物質が洗浄液中に溶解し易くなり、浄化作用も著しく向上する。また、洗浄液として電解水を用い、また、オゾンや次亜塩素酸、過酸化水素を含むものとすれば、洗浄液中に溶け込んだ汚染物質の処理も円滑に行えるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の空気浄化装置の構成図である。
【図２】図１の空気浄化装置を構成する気液接触室内（冷却器及びシャワーヘッド）の拡大斜視図である。
【図３】本発明の空気浄化装置に吸い込まれてから排出されるまでの被処理空気の状態変化を示す図である。
【図４】本発明のもう一つの実施例の空気浄化装置の構成図である。
【図５】図４の空気浄化装置の気液接触室内（冷却器及びシャワーヘッド）の拡大斜視図である。
【図６】本発明の更にもう一つの実施例の空気浄化装置の気液接触室内（冷却器及びシャワーヘッド）の拡大斜視図である。
【図７】従来の空気清浄器を示す構成図である。
【図８】従来の空気清浄器に吸い込まれてから排出されるまでの被処理空気の状態変化を示す図である。
【符号の説明】
１  空気浄化装置
２  処理塔
２Ａ  排気口
２Ｂ  吸気口
２Ｃ  排水管
３  気液接触室
４  排気ダクト
４Ａ  排出口
５  吸気ダクト
５Ａ  吸入口
６  送風機
７  ミストセパレータ
１０  除湿装置
１２  圧縮機
１４  加熱器
１８  冷却器（冷却用熱交換器）
２４  電解槽
２５  電極
２６  液ポンプ
２８  シャワーヘッド
【図１】
2005007307.tif 000003
【図２】
2005007307.tif 000004
【図３】
2005007307.tif 000005
【図４】
2005007307.tif 000006
【図５】
2005007307.tif 000007
【図６】
2005007307.tif 000008
【図７】
2005007307.tif 000009
【図８】
2005007307.tif 000010